大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目

喬新東　張文　任博文　齊倩文　王慶

摘要：智能計(jì)數(shù)系統(tǒng)可應(yīng)用于生產(chǎn)制造業(yè)、廠礦、學(xué)校等場所的產(chǎn)品計(jì)數(shù)及人員統(tǒng)計(jì)與管理。本系統(tǒng)基于STC89C52處理器，主要由電源、信號(hào)采集調(diào)理、鍵盤、液晶顯示、時(shí)鐘、通信、報(bào)警等模塊組成，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)、實(shí)時(shí)顯示、計(jì)算機(jī)終端實(shí)時(shí)監(jiān)測等功能。實(shí)踐證明該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，成本低廉、計(jì)數(shù)精度高、誤差小、方便可靠，可廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：STC89C52；光電傳感器；實(shí)時(shí)監(jiān)測

本項(xiàng)目來源于國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目，由學(xué)生自主組隊(duì)、自行選題，在教師的指導(dǎo)下，完成課題申報(bào)、研究、并撰寫結(jié)題報(bào)告。

隨著時(shí)代的發(fā)展和現(xiàn)代生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為保證人員和產(chǎn)品數(shù)量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，需要安裝必要的自動(dòng)檢測與計(jì)數(shù)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測人員進(jìn)出、生產(chǎn)線產(chǎn)品數(shù)量等情況，同時(shí)向計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為安全管理、過程控制等提供依據(jù)。

智能計(jì)數(shù)系統(tǒng)基于STC89C52處理器，采用光電傳感器，可實(shí)時(shí)對通過傳感器物品的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，可實(shí)時(shí)顯示時(shí)間、計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)、各種管理數(shù)據(jù)等信息，同時(shí)具有語音提示、異常報(bào)警及與上位機(jī)通信上傳檢測數(shù)據(jù)等功能。智能計(jì)數(shù)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)記錄流水線上產(chǎn)品數(shù)量以及礦井、倉庫、宿舍等場所人員進(jìn)出情況的判別。

一、 系統(tǒng)硬件的組成

整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以STC89C52為主控芯片的，外圍電路主要由可調(diào)電源模塊、信號(hào)采集及調(diào)理模塊、時(shí)鐘與鍵盤模塊、液晶顯示電路、串口通信模塊、提示報(bào)警模塊等模塊組成。系統(tǒng)框圖見圖1。

電源模塊是利用LM317，CD4069等芯片設(shè)計(jì)的可調(diào)電源，其調(diào)節(jié)范圍從1V-15V連續(xù)可調(diào)。時(shí)鐘電路是基于DS1302設(shè)計(jì)的可調(diào)時(shí)鐘，通過設(shè)定鍵設(shè)定調(diào)時(shí)，調(diào)分，調(diào)秒，利用加一鍵，減一鍵對時(shí)間調(diào)整。顯示電路是利用液晶顯示器LCD1602顯示當(dāng)前時(shí)間、計(jì)數(shù)數(shù)量和相關(guān)管理數(shù)據(jù)。提示報(bào)警電路是利用蜂鳴器實(shí)現(xiàn)異常報(bào)警及狀況提示（如無人時(shí)提醒鎖門，關(guān)閉窗戶等）。

信號(hào)采集及調(diào)理模塊主要由光電傳感器、光電耦合器、運(yùn)算放大器等組成，通過光電傳感器感應(yīng)到外界信號(hào)的變化，對采集來的信號(hào)利用光電耦合器隔離，利用濾波與延時(shí)電路，濾除干擾因素，以提高抗干擾性能。此設(shè)計(jì)采用兩個(gè)光電傳感器配合兩路信號(hào)調(diào)理電路來辨別方向，進(jìn)而達(dá)到正方向加一，反向減一的目的。信號(hào)采集及調(diào)理電路見圖2。

二、 軟件的組成

系統(tǒng)軟件是在keil環(huán)境下編寫的，軟件程序主要有主程序、按鍵子程序、串口通信子程序、時(shí)鐘子程序、顯示子程序、提示報(bào)警子程序、信號(hào)處理子程序、中斷請求子程序等。主程序主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的初始化，標(biāo)記并判斷外部中斷0和外部中斷1到來的先后順序，如果外部中斷0先發(fā)生，接著發(fā)生了外部中斷1，這樣就可以判定有人員進(jìn)入工作區(qū)或者有產(chǎn)品正向通過，顯示數(shù)值加一，反之，如果外部中斷1先發(fā)生，接著發(fā)生了外部中斷0，這樣就可以判定有人員離開工作區(qū)或者有產(chǎn)品反向通過，顯示數(shù)值減一。

三、 測試結(jié)果

通過實(shí)驗(yàn)，不斷修改調(diào)理電路的各項(xiàng)參數(shù)，使得智能計(jì)數(shù)系統(tǒng)更加精準(zhǔn)。項(xiàng)目完成后在某生產(chǎn)流水線上對通過流水線產(chǎn)品數(shù)量進(jìn)行了實(shí)測（傳感器與被測物之間距離小于1.5米），誤計(jì)數(shù)率為零。圖3為部分調(diào)試實(shí)物圖。

四、 結(jié)束語

智能計(jì)數(shù)系統(tǒng)以傳統(tǒng)的低功耗，低價(jià)格的STC89C52單片機(jī)、光電傳感器為核心，設(shè)計(jì)費(fèi)用小，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，計(jì)數(shù)精度高，應(yīng)用范圍廣，拓展性好，很大程度上方便了生產(chǎn)管理。通過對本項(xiàng)目的研究，參加項(xiàng)目學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、語言表達(dá)能力和科研能力都有較大幅提高。

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作者簡介：

喬新東，張文，任博文，齊倩文，王慶，陜西省西安市，西安石油大學(xué)電子工程學(xué)院。